Az emberi székesegyházaktól eltérően a termeszek úgy emelik fel termeszdombjaikat, hogy nincs szükség a munka általános tervére vagy az építkezés hierarchiájára. Fészkeik tornyai közül néhány 500-szor nagyobb, mint az őket nevelő rovarok. Az amerikai mérnökök kollektív intelligenciájuk ihlette robotokat terveztek, amelyek decentralizált és autonóm módon képesek tornyokat, piramisokat és kastélyokat építeni.

várakat

Amint azt az EsMateria közzétette, a termeszek és más társadalmi rovarok, mint például a méhek, darazsak és hangyák, a globális gondolkodás saját verzióját követve működnek együtt, helyben járnak el. Képesek decentralizált módon működni és reagálni a közvetlen környezetükben bekövetkezett változásokra fészkeik építése érdekében. Az előbbiek között találtak néhány székesegyházi termeszkupacot, amelyek foglaltsága 1000 m3. Ezt nevezte Pierre-Paul Grassé francia entomológus stigmergiának, az együttműködés egy olyan formájának, amely néhány implicit szabályon alapul (amelyek lehetnek kémiai jelek, például feromonok, hőmérséklet-változások vagy a fizikai környezet apró változásai).

Ezt a decentralizált kollektív cselekvési modellt követve két Harvard Egyetemi intézet kutatói hozták létre TERMES robotjaikat. A mérnökök a környezetük vagy más robotok jelenlétének érzékelésére szolgáló érzékelők sorozatával rögzítették a kívánt szerkezet végső képét és egy sor alapvető viselkedési szabályt: vegyenek egy téglát, észleljék a legközelebbi lyukat, méretezzék az egyiket egy idő, vagy állj meg egy másik robot és kevés más előtt. Algoritmusok sorozatával egyedül képesek voltak több stabil struktúrát felemelni anélkül, hogy robotdarabkává fajultak volna.

"A legfontosabb inspirációt a termeszektől vettük, az az ötlet, hogy felügyelő nélkül is megtehet valamit. Másodszor pedig megteheti anélkül, hogy mindenkinek beavatkoznia kellene a teendőkbe, csak a környezetének módosításával" - mondja a Harvard számítógép tudományos professzor és a munka társszerzője, Radhika Nagpal. A TERMES esetében alapvető útmutatásuk az volt, hogy megtalálják a következő lyukat, ahol elhagyják a téglájukat, mielőtt máshoz mennének.

A termeszekhez hasonlóan a robotok stigmergyje is alacsony szintű egyéni cselekedetekben testesül meg, magas szintű eredményekkel. A rovarok és az automaták egyaránt megfigyelik azokat a változásokat, amelyeket társaik a környezetükben végrehajtanak, és ennek megfelelően járnak el. Minden robot párhuzamosan működik a többiekkel, de nem tudja, mit csinálnak. Olyannyira, hogy amikor útközben észlel egyet, megáll, és megvárja a sorát, hogy elkészítse a puzzle-t. A mesterséges intelligencia eredeti megközelítésében elengedhetetlenek az utasítások, amelyek alapján a robotok működnek, hogy a rendszer ne váljon kaotikussá.

"A robotok kétféle szabályt követnek" - magyarázza Justin Werfel, a szintén Harvard-i Biológiailag Ihletett Mérnöki Intézet kutatója és a tanulmány társszerzője. "Van egy útvonalszerkezet, amely egy adott struktúrának megfelelő forgalmi szabályok halmazaként működik, és arra szolgál, hogy a robotok végigvezessék magukat a munkaterületen" - mondja.

"És vannak olyan szabályok, amelyeket a robotoknak be kell tartaniuk, és amelyek mindig ugyanazok, függetlenül attól, hogy mit próbálnak felemelni.", teljes. Ezek adják meg, hogyan kell felvenni egy téglát, hogyan kell haladni az előre beállított útvonalakon, vagy hogyan lehet megbizonyosodni arról, hogy a tégla megfelelően van-e elhelyezve. Ha egy tégla nem felel meg a szabályoknak, a robot felveszi és újra elhelyezi.

A Science folyóiratban megjelent kutatásban a mérnökök csak három robotot használtak. De ugyanezzel a rendszerrel 300-at is használhattak volna. Mert a méretezhetőség a stigmergy egyik erőssége. További erőforrások nélkül ugyanazok a szabályok működnek, számtól függetlenül. A másik nagy előnye a decentralizáció. Itt nincs egy nagyszerű építész, aki hiányzása esetén leállítaná a munkát. Ebben a rendszerben, ha az egyik robot elesik, egy másik helyettesíti a célpontjában. Nincs kritikus elem a rendszerben.

Bár minden robotnak csak néhány szabálya van, például, hogy hova kell tenni a következő téglát, mikor kell irányt váltani vagy kerülni a kollégákat, ennek a kollektív intelligenciának az eredménye a stabil és rendezetten összetett struktúrák felépítése. A kísérletek során a kutatók három különböző pályaszerkezetet hoztak létre torony, piramis vagy kastély felállítására.

"Valamikor az ilyen rendszereket fel lehet használni az emberek számára nehéz vagy veszélyes helyzetekben, például katasztrófa sújtotta területeken, a víz alatt vagy a világűrben" - képzeli Werfel.